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专利号: 2020100870325
申请人: 重庆理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 机床;其他类目中不包括的金属加工
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于啃削辅助的异种金属电弧熔-钎焊方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一,将两个异种待焊金属母材固定于焊接平台上,装配成对接接头,两个待焊金属母材之间留有0.5~3mm的装配间隙;

步骤二,调整搅拌头、电弧焊枪和焊丝之间的相对位置,搅拌头中心线、电弧焊枪中心线、焊丝中心线与焊接方向处于同一平面,电弧焊枪在前、搅拌头在后,电弧焊枪钨极尖端与搅拌头尖端之间的水平距离为7~15mm;

步骤三,设置焊接参数,焊丝的送丝速度为680~1500mm/min,电弧焊枪的焊接电流为

70~110A,弧长为2~5mm,搅拌头转速为1300~5400r/min,焊接速度为44~150mm/min,采用氩气作为保护气体,保护气体流量为8~20L/min;

步骤四,开始焊接,焊接平台带动待焊金属母材移动,搅拌头朝装配间隙垂直进给,电弧焊枪加热焊丝形成熔滴,熔滴累积在装配间隙中形成熔池,搅拌头切削待焊金属母材待焊面产生碎屑,待焊面切削深度为0.3~0.5mm,所述碎屑在搅拌头旋转作用下弥散分布于熔池中;

步骤五,焊接结束时,升起搅拌头,延迟关闭保护气,空冷冷却。

2.根据权利要求1所述的基于啃削辅助的异种金属电弧熔-钎焊方法,其特征在于:所述步骤二中焊丝由送丝机从电弧焊枪前方送丝,送丝角度为70~85°,电弧焊枪与竖直方向之间的夹角为0~30°,搅拌头与竖直方向之间的夹角为0~30°,且搅拌头与电弧焊枪的空间位置互不干涉。

3.根据权利要求1或2所述的基于啃削辅助的异种金属电弧熔-钎焊方法,其特征在于:所述焊丝为Zn-Al系、Al-Cu系、Al-Si系或Al-Si-Cu-Ni系钎料,焊丝的液相线温度小于的固相线温度,焊接温度处于焊丝固液区间内。

4.根据权利要求1或2所述的基于啃削辅助的异种金属电弧熔-钎焊方法,其特征在于:所述搅拌头长度H与待焊金属母材的板厚δ的关系为:1mm

所述搅拌头包括柄部和与柄部连接的啃削部,所述啃削部自端面向柄部方向设有多个台阶,所述多个台阶直径自远离柄部方向减小,所述熔点高的待焊金属母材加工有与啃削部对应的坡口,坡口角度与啃削部单边锥度相同,保证单个台阶切削待焊金属母材待焊面的切削深度相同,所述熔点低的待焊金属母材加工有避让坡口,防止与啃削部接触。

5.根据权利要求4所述的所述的基于啃削辅助的异种金属电弧熔-钎焊方法,其特征在于:所述啃削部单边锥度为5~45°,啃削部的台阶数量为3~8个,啃削部整体长度为3~

8mm、啃削部尖端直径为1~3mm,啃削部根部直径为4~15mm。

6.根据权利要求1或2所述的基于啃削辅助的异种金属电弧熔-钎焊方法,其特征在于:所述啃削部外周面加工有双螺旋槽,该双螺旋槽以靠近根部台阶的第二台阶作为起始点,起始角度分别为0°和180°,深度为0.3mm,螺距为3mm。

7.根据权利要求1或2所述的所述的基于啃削辅助的异种金属电弧熔-钎焊方法,其特征在于:所述啃削部呈锥柱状,其外周设有切削刃,该切削刃沿啃削部的锥柱面呈螺旋设置,上下相邻两个切削刃间距为0.2~1.5mm。

8.根据权利要求1或2所述的基于啃削辅助的异种金属电弧熔-钎焊方法,其特征在于:所述搅拌头材质为硬质合金。

9.根据权利要求1或2所述的基于啃削辅助的异种金属电弧熔-钎焊方法,其特征在于:所述待焊金属母材的材质为钢、钛合金或铝合金。